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Abstract
Description
Procédé de noyage de membranes
dans un matériau thermoplastique
La présente invention concerne un procédé de noyage étanche d'une ou de plusieurs membranes dans un matériau thermoplastique formant en meAme temps une surface d'étant chéité entre au moins deux chambres d'un module-délimitées par lesdites membranes
Lorsqu'on réalise des modules a utiliser dans la filtration, la microfiltration, la dialyse, l'oxygénation du sang, la plasmaphorèse ou des opérations analogues, il est nécessaire que les extrémités des membranes soient Noyées de façon étanche dans le carter du module.Plus les dimen- suions des particules du fluide à filtrer que doit retenir la membrane sont faibles, plus on doit se montrer exigeant quant à l'étanchéité des emplacements de noyage de la membrane
Pour noyer les membranes, quelles se présentent sous forme de tubes ou sous forme aplatie, on les insère généralement dans un carter de module. On scelle ensuite les extrémités des membranes dans une résine synthétique durcissable ou une matière thermoplastique. Les membranes sont ainsi assemblées rigidement au carter du module. Si elles sont usées, il faut remplacer l'ensemble du module, carter compris.Membrane flooding process
in a thermoplastic material
The present invention relates to a waterproof flooding process of one or more membranes in a thermoplastic material forming at the same time a surface of goodness between at least two chambers of a module-delimited by said membranes
When making modules to be used in filtration, microfiltration, dialysis, blood oxygenation, plasmaphoresis or similar operations, the ends of the membranes must be flooded tightly in the module housing. The smaller the particle size of the fluid to be filtered to be retained by the membrane, the more demanding it must be to seal the flooding locations of the membrane
To drown the membranes, which are in the form of tubes or in flattened form, they are generally inserted in a module casing. The ends of the membranes are then sealed in a curable synthetic resin or a thermoplastic material. The membranes are thus rigidly assembled to the module casing. If they are worn, the entire module, including the housing, must be replaced.
La plupart des membranes sont flexibles, si bien que, lors de leur scellements leurs extrémités sont partiellement serrées les unes contre les autres on sorte que la masses < le scellement ne peut pas toujours circuler autour d'elles dc toutes parts. Il en résulte des défauts d'étanchéité qui obligent à rejeter le module correspondante
Avant de noyer les extrémités de membranes dans une matière thermoplastique, on insère la membrane dans le carter du module. On amène ensuite la matière thermoplastique b ltétat de fusion et on l'injecte dans le carter du module aux emplacements de noyage.Lors de cette injection dans le carter de module froid, la masse fondue se solidifie très rapidement, aussi ne peut-elle pas toujours pénétrer complètement jusqu' aux couches intérieures de la membrane et il en résulte aussi des défauts d'étanchéité.Most membranes are flexible, so that when they are sealed their ends are partially pressed against each other so that the mass <the seal cannot always circulate around them from all sides. This results in leaks which force the rejection of the corresponding module.
Before drowning the ends of the membranes in a thermoplastic material, the membrane is inserted into the module casing. The thermoplastic material is then brought to the melting state and injected into the module casing at the flooding locations. When this injection into the cold module casing, the melt solidifies very quickly, so it cannot always penetrate completely to the inner layers of the membrane and this also results in leaks.
Aux membranes plates on ajoute souvent d'autres éléments superficiels et/ou des grilles de soutien. Ces grilles soutiennent la membrane lors du processus de filtration. To the flat membranes we often add other surface elements and / or support grids. These grids support the membrane during the filtration process.
Les élements superficiels peuvent être également des membranes ou des éléments textiles, par exemple des nappes, remplissant la fonction d'un avant-filtre. Ces éléments superficiels ou grilles de soutien sont disposés à proximité de la membrane, ce qui crée des difficultés supplémentaires de pénétration entre les différentes couches de la matière thermoplastique fondue. D'où à nouveau des défauts d'étanchéité.The surface elements can also be membranes or textile elements, for example sheets, fulfilling the function of a pre-filter. These surface elements or support grids are arranged near the membrane, which creates additional difficulties of penetration between the different layers of the molten thermoplastic material. Hence again leaks.
L?invention a pour objet un procédé du genre annoncé qui évite l'inconvénient précité de défauts d'étanchéité dans le module fini tout en étant applicable de façon simple et sans difficultés. The subject of the invention is a method of the advertised type which avoids the aforementioned drawback of leaks in the finished module while being applicable in a simple and without difficulties.
Ce procédé est caractérisé par le fait qu'au moins un des éléments superficiels qui forment le module est constitué par un matériau thermoplastique et qu'au moins un des éléments superficiels en matériau thermoplastique dépasse le plan des surfaces d'étanchéité, queà l'aide d'un flasque de formage dont la température de surface est supérieure à la température de fusion du matériau thermoplastique, on met en fusion les parties dépassantes et que l'on déplace le flasque de formage en direction desdites surfaces d'étanchéité, en sorte qu'une partie du matériau thermoplastique pénètre en masse fondue dans les intervalles et que l'autre partie se forme en surface d'étanchéité, après quoi l'on fait se solidifier la masse fondue. This process is characterized in that at least one of the surface elements which form the module is made of a thermoplastic material and that at least one of the surface elements of thermoplastic material extends beyond the plane of the sealing surfaces, only using of a forming flange whose surface temperature is higher than the melting temperature of the thermoplastic material, the protruding parts are melted and the forming flange is moved in the direction of said sealing surfaces, so that part of the thermoplastic material penetrates in the melt in the intervals and the other part forms a sealing surface, after which the melt is made to solidify.
On obtient ainsi de façon simple la fusion du matériau thermoplastique aux emplacements où la masse fondue doit s'écouler autour des extrémités de la membrane, d'où un noyage sûr et durable desdites extrémités dans le matériau thermoplastique. Ce noyage donne un module à membranes que lon n'insère avantageusement qu'après sa réalisation dans son carter. The fusion of the thermoplastic material is thus obtained in a simple manner at the locations where the molten mass must flow around the ends of the membrane, hence a safe and lasting flooding of said ends in the thermoplastic material. This flooding gives a membrane module which is advantageously inserted only after it has been made in its casing.
On peut de la sorteéuabser ledit carter lors de l'échange de modules. It is thus possible to remove said casing during the exchange of modules.
Les matériaux thermoplastiques utilisés sont par exemple des polyamides, des polyesters, des polycakbonates, du polypropylène, du polyéthylène, du poly-isobuthylène, du PVG, du polytétrafluoro-êtbylène ou du polymonochlorotrifluoroéthylène. The thermoplastic materials used are for example polyamides, polyesters, polycakbonates, polypropylene, polyethylene, poly-isobutethylene, PVG, polytetrafluoro-etbylene or polymonochlorotrifluoroethylene.
L'élément superficiel en matériau thermoplastique qui -dépasse le plan des surfaces d'étanchéité peut etre la membrane elle même et/ou une grille de soutien et/ou une nappe0 Mais il peut aussi s'agir, pour chaque surface d'étanchéité, dau- moins une bande de feuille qui recouvre pour une part une extrémité de la membrane et dépasse pour l'autre part le plan des surfaces d'étanchéité.On fait fondre de la sorte à proximité directe de la membrane le matériau thermoplastique, ce qui garantit, après la solidification de la masse fondue, un noyage sûr des extrémités de la membrane
En raison du volume de cavités souvent très grand des membranes, il est avantageux que celles-ci dépassent très largement le plan des surfaces d'étanchéité ou que d'autres éléments superficiels, ou grilles de soutien, voisins d'elles soient aussi en matériau thermoplastique0 Il est en outre recommandé que tous les corps constitués par un matériau thermoplastique soient composés du même. Il convient en tout cas d'utiliser des matières thermoplastiques qui adhèrent toujours bien à la membrane.The surface element of thermoplastic material which exceeds the plane of the sealing surfaces can be the membrane itself and / or a support grid and / or a sheet. However, it can also be, for each sealing surface, at least one strip of sheet which partly covers one end of the membrane and on the other hand exceeds the plane of the sealing surfaces. The thermoplastic material is thus melted in the immediate vicinity of the membrane, which guarantees, after the solidification of the melt, a safe flooding of the ends of the membrane
Due to the often very large volume of cavities in the membranes, it is advantageous for the membranes to extend far beyond the plane of the sealing surfaces or for other surface elements, or support grids, adjacent to them to be made of material as well. thermoplastic0 It is further recommended that all bodies made of a thermoplastic material be made of the same. In any case, use thermoplastic materials which always adhere well to the membrane.
On obtient des résultats particulièrement favorables si, avant le noyage, les éléments superficiels formant le module sont mis ensemble en des plis étroitement rapproches les uns des autres. Particularly favorable results are obtained if, before flooding, the surface elements forming the module are put together in folds which are close together.
Le procédé est d'une application particulièrement avantageuse si les éléments- superficiels plisses ensemble sont appliqués autour d'un tube intérieur muni de trous radiaux, les plis d'extrémité étant assembles de Maçon étanche entre eux et les plans des surfaces détanehéité s'étendant, aux deux extrémités du tube intérieur, au-delà des surfaces formées par les extrémités des plis. The method is of particularly advantageous application if the surface elements pleated together are applied around an inner tube provided with radial holes, the end pleats being assembled from mason tightly sealed to one another and the planes of the non-volatile surfaces extending , at both ends of the inner tube, beyond the surfaces formed by the ends of the folds.
On obtient aussi un bon noyage si les élments
superficiels plissés en commun sont disposés en répartition uniforme à. l'intérieur d'un tube extérieur muni de trous radiaux, les plis d'extrémité étant assemblés de façon étanche entre eux et les plans des surfaces d'étanchéité s'étendant, aux deux extr.émités du tube extérieur, au-delà des surfaces formées par les extrémités des plis0
Les éléments superficiels plissés peuvent aussi etre disposés en répartition uniforme entre un tube intérieur et un tube extérieur.We also get a good drowning if the elements
surface pleated together are arranged in a uniform distribution. the interior of an outer tube provided with radial holes, the end plies being tightly assembled together and the planes of the sealing surfaces extending, at the two ends of the outer tube, beyond the surfaces formed by the ends of the folds0
The pleated surface elements can also be arranged in a uniform distribution between an inner tube and an outer tube.
Il est également bon que le tube intérieur et/ou le tube extérieur soient constitués par un matériau thermoplastique et dépassent les plans des surfaces Bsétanchéité,
Dans le cas de membranes tubulaires dont les- extré- mités de tube spsehèvent dans les plans des surfaces d'étanchéité, on recommande particulièrement un procédé de noyage selon l'invention dans lequel, la membrane étant constituée par un 3matériau thermoplastique et les extrémités de tube de ladite membrane dépassant les plans des surfaces d'étanchéité, on fait fondre chaque fois en commun les extrémités de tube d'un coté è l'aide d'un flasque de formage porté à une température de surface plus élevée que la température de fusion du matériau de la membrane et comportant pour chaque extrémité de tube un manchon dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur du tube et l'on déplace ledit flasque de formage en direction de la surface d'étanchéité en sorte qu'une partie du matériau thermoplastique pénètre en masse fondue entre les tubes et que l'autre partie se forme en surface d'étanchéité, aprèsquoi l'on fait se solidifier la masse fondues
Il est bon que tous les éléments formant le module soient constitués par un, de préférence le même, matériau thermoplastique, car l'examen de toxicité s'en trouve largement simplifié si l'on utilise de tels module-s dans le domaine médical.It is also good that the inner tube and / or the outer tube are made of a thermoplastic material and go beyond the planes of the surfaces B tightness,
In the case of tubular membranes, the ends of which fall within the planes of the sealing surfaces, a flooding method according to the invention is particularly recommended in which, the membrane being formed by a thermoplastic material and the ends of tube of said membrane projecting from the planes of the sealing surfaces, the tube ends are melted in common on each side with the aid of a forming flange brought to a surface temperature higher than the temperature of melting of the membrane material and comprising for each end of the tube a sleeve whose outside diameter corresponds to the inside diameter of the tube and said forming flange is moved in the direction of the sealing surface so that part of the material thermoplastic enters the melt between the tubes and the other part forms a sealing surface, after which the melt solidifies
It is good that all the elements forming the module consist of one, preferably the same, thermoplastic material, since the toxicity examination is greatly simplified if such modules are used in the medical field.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustrés schématiquement par le dessin annexé, sur lequel
la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un module dans lequel est placée une membrane noyée dans une matière thernoplastique que
la figure 2 représente, avant noyage7-la structure de principe d'une membrane selon la figure 1 insérée entre deux tubes ;
la figure 3 est une vue en perspective dfuze membrane mise en plis et d'une nappe voisine qui la dépasse ;;
la figure 4 représente de la même façon une membrane mise en plis aux extrémités de laquelle des bandes de feuille sont insérées sur les bords des plis ;
la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un flasque de formage pour la réalisation du noyage selon la figure 1.The invention will be better understood with the aid of the detailed description of several embodiments taken as nonlimiting examples and illustrated schematically by the appended drawing, in which
Figure 1 is a longitudinal sectional view of a module in which is placed a membrane embedded in a thernoplastic material that
2 shows, before flooding7-the basic structure of a membrane according to Figure 1 inserted between two tubes;
Figure 3 is a perspective view dfuze membrane folded and a neighboring sheet which exceeds it;
FIG. 4 likewise represents a membrane folded at the ends of which strips of sheet are inserted on the edges of the folds;
FIG. 5 is a cross-sectional view of a forming flange for carrying out the flooding according to FIG. 1.
On voit sur la figure é la membrane i, de longueur Mo
Cette membrane est mise en plis de façon non représentée et enveloppe en cet état plissé un tube intérieur 2 muni de trous radiaux 3. Les deux plis d'extrémité de la membrane 1 sont assemblés entre eux de façon non représent4e. Cet assemblage des deux plis d'extrémité peut par exemple s'effectuer par collage ou, si la membrane est constituée par un matériau thermoplastique, par soudage par fusion0 Un tube extérieur 4 muni de trous radiaux est passé sur la membrane. Celle-ci est généralement noyée entre une nappe et une grille de soutien.We see in Figure é the membrane i, of length Mo
This membrane is folded in a manner not shown and envelops in this pleated state an inner tube 2 provided with radial holes 3. The two end plies of the membrane 1 are assembled together in a manner not shown. This assembly of the two end plies can for example be carried out by gluing or, if the membrane is made of a thermoplastic material, by fusion welding. An external tube 4 provided with radial holes is passed over the membrane. This is generally embedded between a sheet and a support grid.
Pour plus de clarté, on s'est abstenu de représenter cette nappe et cette grille de soutien0 La membrane 1, la nappeS la grille de soutien, le tube intérieur 2 et le tube extérieur 4 sont noyés dans un matériau thermoplastique 5 a leurs de;u-x extrémités axiales. Des pièces de transition 7 et 8 sont collées ou soudées sur les deux surfaces d'étanchéité 6 du matériau thermoplastique 59 Le module à membrane r4alisé de la sorte peut etre inséré, sous la forme représente sur la figure 1, de façon échangeable dans un carter de module correspondant.For the sake of clarity, we have refrained from representing this ply and this support grid. The membrane 1, the ply S the support grid, the inner tube 2 and the outer tube 4 are embedded in a thermoplastic material 5 at their ends; ux axial ends. Transition pieces 7 and 8 are glued or welded to the two sealing surfaces 6 of the thermoplastic material 59 The membrane module made in this way can be inserted, in the form shown in FIG. 1, exchangeably in a casing corresponding module.
La figure 2 donne la structure de principe d'une membrane selon la figure 1 insérée entre deux tubes et non encore noyée. La membrane i est appliquée à l'état plissé autour du tube intérieur 2. Pour plus de clarté, la membrane est ici aussi représentée sans nappe ni grille de soutien,
On n'a représenté de même qu'un petit nombre de plis. En règle générale les plis sont serrés les uns à côté des autres.Figure 2 gives the basic structure of a membrane according to Figure 1 inserted between two tubes and not yet embedded. The membrane i is applied in the pleated state around the inner tube 2. For greater clarity, the membrane is also shown here without ply or support grid,
Similarly, only a small number of folds have been shown. As a rule, the folds are tight next to each other.
Le tube extérieur 4 est enfilé sur la membrane plissée 1. Les deux plis extrêmes de la membrane sont collés ensemble, et assemblés ainsi de façon étanche, en 9. Cette structure porte deux plans de surfacesd'étanchéité qui s'étendent chacun sur un plan circulaire délimité par les extrémités correspondantes des tubes intérieur et extérieur, plan qui est en meme temps celui de la surface formée par les bords des plis.The outer tube 4 is threaded onto the pleated membrane 1. The two extreme folds of the membrane are glued together, and thus assembled in a sealed manner, at 9. This structure carries two planes of sealing surfaces which each extend on one plane circular delimited by the corresponding ends of the inner and outer tubes, a plane which is at the same time that of the surface formed by the edges of the folds.
Sur la figure 3, on a représenté à plat la membrane plissée 1 Sur la face inférieure de la membrane est placée au voisinage de cette dernière une nappe 10 qui la dépasse en longueur des deux côtés, Cette nappe est constituée, selon l'invention, par un matériau thermoplastique. Sur la face supérieure de la membrane i peut également etre placée à proximité une nappe ou une grille de soutien. Cette nappe ou grille de soutien peut elle aussi dépasser la membrane de part et d'autre. In FIG. 3, the pleated membrane 1 is shown flat. On the underside of the membrane is placed in the vicinity of the latter a ply 10 which protrudes in length on both sides. This ply is made up, according to the invention, by a thermoplastic material. On the upper face of the membrane i can also be placed near a tablecloth or a support grid. This support sheet or grid can also extend beyond the membrane on either side.
La figure 4 représente également la membrane plissée 1, cette fois ci avec une bande de feuille posée sous chaque bord transversal d'extrémité de ladite membrane 1 en sorte que ces bandes de feuille recouvrent pour une part les deux extrémités de la membrane et la dépassent pour l'autre part. FIG. 4 also shows the pleated membrane 1, this time with a sheet strip laid under each transverse end edge of said membrane 1 so that these sheet strips partly cover the two ends of the membrane and protrude therefrom for the other part.
Les bondes de feuille peuvent ici aussi être disposées sur les deux faces de la membrane.The sheet bungs can also be arranged here on both sides of the membrane.
La figure 5 représente un flasque de formage 12 à l'aide duquel on peut mettre en fusion les parties dépassantes et former la surface d'étanchéité. Ce flasque de formage peut etre muni d'un dispositif de chauffage non représenté, mais connu en soi. Il est bon de soumettre la température à une régulation par thermosondes. FIG. 5 represents a forming flange 12 with the aid of which the protruding parts can be melted and the sealing surface formed. This forming flange can be provided with a heating device, not shown, but known per se. It is good to subject the temperature to regulation by thermoprobes.
Pour appliquer le procédé selon l'invention9 on applique, de la façon indiquée sur la figure 2, autour d'un tube intérieur 2 une membrane 1 mise emplis ayant la structure de principe selon la figure 3 avec une nappe posée sur une de ses faces et une grille de soutien sur l'autre faee, On glisse ensuite, par dessus, un tube extérieur 4. Il est avantageux que toutes ces parties soient constituées par un matériau thermoplastique, par exemple par du polyamide, et dépassent de 2 à 5 cm leextrémité 6 de la surface d'étanchéité
On applique ensuite le flasque chauffé sur une extrémité axiale du corps formé par les deux tubes. Le cas lu polyamide requiert une température dVens-iron 180 à 220 C.Lorsque les parties dépassantes commencent à fondre, on appuie axialement en direction de la membrane le flasque de formage 12 sous: une légère pression, En même temps, une partie de la masse fondue s'écoule entre les diverses couches formées par la membrane, la nappe et la grille de soutien0 Le flasque de formage s' emplit simultanément.To apply the method according to the invention9, a membrane 1 filled with the basic structure according to FIG. 3 is applied around the inner tube 2 as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 2. and a support grid on the other side, We then slide, over it, an outer tube 4. It is advantageous that all these parts are made of a thermoplastic material, for example polyamide, and protrude by 2 to 5 cm the end 6 of the sealing surface
The heated flange is then applied to an axial end of the body formed by the two tubes. The polyamide case requires a temperature of iron-iron 180 to 220 C. When the protruding parts begin to melt, the forming flange 12 is pressed axially in the direction of the membrane under: slight pressure, at the same time, part of the The melt flows between the various layers formed by the membrane, the sheet and the support grid. The forming flange fills simultaneously.
Lorsque la masse fondue est solidifiée, ce qui requiert une mise hors circuit du chauffage du flasque de formage, on peut retirer ledit flasque de formage et noyer de la même façon le coté opposé. Il est bon que les parties du flasque de formage qui entrent on contact avec le matériau thermoplastique soient ou bien polies ou bien revêtues d-9un matériau, par exemple depolyétrafluoro-éthylène, qui empêche toute adhérence entre le matériau thermoplastique et le flasque. When the melt is solidified, which requires switching off the heating of the forming flange, the said forming flange can be removed and the opposite side drowned in the same way. It is good that the parts of the forming flange which come into contact with the thermoplastic material are either polished or else coated with a material, for example of polyetrafluoroethylene, which prevents any adhesion between the thermoplastic material and the flange.
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